JPS6325776B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は瞳孔径測定装置、特に被検眼瞳孔像に
混入する外乱光反射像の影響を除去する瞳孔径測
定装置に関する。

被検眼前眼部を走査によつて撮像し、これによ
つて得られた撮像電気信号を用いて被検眼瞳孔領
域の大きさを計測する瞳孔計は従来から知られて
いる。

従来のこの種装置は、第１図乃至第５図に示さ
れるように上記撮像電気信号から２値化処理によ
つて、被検眼瞳孔の大きさに対応する矩形波を抽
出し、この矩形波の幅に制御された積分回路を動
作させ、この出力電位によつて瞳孔の直径および
面積を計測するように構成されていたので、上記
矩形波の瞳孔認識領域の中に異極性の不要なノイ
ズが存在すると、瞳孔の直径および面積の計数値
に誤差を発生するという欠点があつた。さらに従
来装置では上記欠点を未然に防ぐ為に、被検眼前
部に入射する外乱光を充分遮断する必要があり、
被検眼から見る視野は極めて限定されることとな
つて、被検眼の固視条件を種々に渡つて試みたり
する臨床応用が不可能になる欠点があつた。すな
わち従来第１図に示されるように被検眼前部をテ
レビモニタ上に撮し出し、瞳孔部Ｐが光学的暗部
であることを利用して、カーソルマーカーＳに該
当する走査線で光量を検出し光学的暗部の幅より
瞳孔径を更には、これを各走査線毎に積分して瞳
孔の面積を求めることが知られている。

第２図は、瞳孔径計測回路の従来例の構成図を
示す。

１はテレビカメラを示し、結像光学系Ｌによつ
て被検眼E_Pの前部を撮像してビデオ信号を出力
する。２は同期分離回路であり、２ｂはＨ―
SYNCパルス、２ＣはＶ―SYNCパルスをそれぞ
れ示す。４はビデオ信号の直流分再生回路であつ
てクランプパルス２ａが入力されるタイミング毎
にビデオ信号の直流固定を行なうことにより、被
写体輝度の変化に伴う信号出力変動に対してビデ
オ信号の直流動作点を固定する。５は２値化回路
を示し、直流回路されたビデオ信号を入力して予
め設定された直流スライスレベルによつて２値の
量子化を行なう。ここで生体眼の前部を撮像した
ビデオ信号において、瞳孔領域のエリアはその周
辺部である虹彩部分や強膜部分と比較して反射光
量の差から、低い信号レベルが提供される。従つ
て直流スライスレベルを適当に設定することによ
り２値化回路５は瞳孔領域の水平の幅に対応する
矩形波５ａを出力する。

１０は積分回路であり、矩形波５ａを積分ゲー
ト信号として入力し、矩形波５ａの時間幅に比例
したアナログ電圧を含む信号１０ａを出力する。
なお積分回路１０にはリセツト信号としてＨ―
SYNCパルス２ｂが入力されており、出力１０ａ
はビデオ信号の水平周期毎に積分動作とリセツト
動作を順次くり返した矩形となる。３は瞳孔の直
径計測の位置を制御するカーソル制御回路であつ
て、Ｈ―SYNCパルス２ｂ及びＶ―SYNCパルス
２ｃを入力し、ビデオ信号の１フイールドに１回
ずつカーソルパルス３ａを出力するよう構成され
ている。VRはカーソルの上下位置を設定する可
変抵抗器である。４０はサンプルホールド回路を
示し、カーソルパルス３ａを入力するタイミング
毎に前記積分回路から出力されるアナログ信号１
０ａのサンプリングホールドを行う。したがつて
サンプルホールド回路４０は、ビデオ信号のフイ
ールド周期毎に瞳孔の直径に対応するアナログ電
圧を順次更新保持した直径アナログ信号を出力す
る。５０は直径アナログ信号の記録を行なうレコ
ーダーを示している。６０はテレビモニタであ
る。

第３図は前記構成の中で述べた積分回路１０の
詳細図である。１１は演算増幅器であり、反転入
力端子に積分回路が接続されている。１２は積分
回路の充電、非充電制御用のスイツチ回路であ
り、スイツチ制御用の信号として２値化回路の出
力５ａが入力される。―Vccは積分回路用の電流
源の電源である。１３は積分電圧リセツト制御用
のスイツチ回路であつてこの場合スイツチ制御用
の信号入力はＨ―SYNCパルス２ｂが接続され、
Ｈ―SYNCのタイミング毎に積分コンデンサー１
４の放電動作を実行する。

以上の構成において被検眼の前部をテレビカメ
ラ１で撮像し、出力されたビデオ信号に対して２
値化処理及び積分動作を実行した模様を第４図、
第５図を用いて説明する。

第４図においてＰは被検眼の瞳孔像を示し、３
ｂの位置を走査したビデオ信号を２値化処理する
と矩形波５ａとなる。

積分回路の充電制御用のスイツチ回路１２は正
極性の信号入力に対してゲートをONする構成で
あつて矩形波５ａがスイツチ回路１２に入力され
ると積分回路１０は時間T_Pだけ積分動作を実行
し、出力１０ａに電圧V_Pを発生する。電圧V_Pの
発生後、スイツチ回路１２および１３が共に
OFF状態であれば、積分出力信号１０ａにはV_P
の電圧が保持される。更にスイツチ回路１３は負
極性の信号入力に対してゲートをONする構成で
あり、Ｈ―SYNCパルス２ｂが入力されて前記の
保持電圧V_Pは水平走査周期毎にリセツトされる。

次に被検眼の瞳孔像Ｐの瞳孔領域内に光学的な
外乱光が入射している場合を第５図に示す。第５
図においてＮは外乱光による反射像を示し、この
位置を走査するビデオ信号のレベルは、周辺瞳孔
領域の信号レベルに比べて当然高いレベルが提供
される。３ｂの位置を走査したビデオ信号を２値
化処理して得られた矩形波は５a′の如くなり、
T_Nに示される時間帯では、２値化出力の認識極
性が他の瞳孔領域に対して逆転して出力される。
矩形波５a′がスイツチ回路１２に入力されると、
T_Nの時間帯は１２のゲートがOFF状態で動作す
るため、積分回路１０はT_Nの時間帯において積
分動作を中断することになり、積分出力波形は１
０a′に示す如くなる。この場合、第４図の状態で
認識された電圧V_Pに対して、Ｅに示す電圧だけ
低い積分電圧が出力される。したがつて、瞳孔像
の中にＮなる外乱光による反射像が存在した場
合、電圧Ｅが瞳孔直径の認識誤差として発生する
ことになる。

本発明は上述した従来例の欠点を解決し、被検
眼瞳孔像に混入する外乱光反射像の影響を除去す
る瞳孔径測定装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の実施例を示す。第６図は本発明
の実施例の構成図である。ここで第２図と同符号
のものは同一部材を示してある。

３０は双安定マルチバイブレータ回路であつ
て、２値化回路の出力５ａの立上りエツジをセツ
ト入力信号とし、Ｈ―SYNCパルス２ｂをリセツ
ト信号として入力し、第７図に示す位相T₁のパ
ルス３０ａを出力する。３１は双安定マルチバイ
ブレータ回路であり、２値化出力５ａの立下りエ
ツヂをセツト入力信号又、後述するように２値化
出力５ａの立上りエツジをリセツト信号とし、Ｈ
―SYNCパルス２ｂと２値化出力５ａとをゲート
処理したパルス出力でリセツトを行つて、第７図
に示すT₂およびT_Nを合成したパルス３１ａを出
力するように構成されている。３２，３３はそれ
ぞれカウンター回路を示し、クロツク発生回路３
４から出力されるパルスを共通のクロツクとして
入力する。カウンター回路３２には３０ａが入力
され、カウンター回路３３には３１ａが入力され
て、３２は時間幅T₁を計数し、３３は時間幅T₂
を計数する。なお、それぞれのカウンター回路は
ゲート信号の立上りのタイミング毎にリセツトを
実行するように構成されている。従つてカウンタ
ー回路３３における時間幅T_Nによる計数値はT₂
の立上りでリセツトされるため、カウンター回路
３３の出力は時間幅T₂のみの計数値となる。３
５は減算回路であつて、２つのデータ入力端子に
は３２および３３の計数データがそれぞれ入力さ
れており、t₃₅のタイミングにおいて２つの入力
データの減算処理を実行する。ここで減算処理さ
れた結果のデータは、第７図に示すT_Pの時間幅
に対応する。

さらに減算回路３５の出力データはメモリ回路
３６に送られ、カーソル制御回路３から出力され
るカーソルパルスのタイミング毎に、データの更
新保持が行われる。メモリ回路３６の出力データ
はさらにＤ／Ａ変換器３７に入力されて直径アナ
ログ信号に変換される。

以上の構成において、双安定マルチバイブレー
タ回路３１の動作は、２値化回路の出力５ａが如
何なる状態で推移しても、T₂のパルス幅が常に
出力されることとなる。したがつて瞳孔像Ｐの中
にＮなる外乱光による反射像が存在した場合で
も、瞳孔直径の認識誤差は発生しない。

以上説明したように、瞳孔計の計測回路に２つ
の記憶回路を備えることによつて、被検眼瞳孔像
に外乱光の反射像が混入した場合であつても、瞳
孔の大きさを正確に計測することが可能となり、
種々の固視条件下でも正確な瞳孔の計測が実行可
能で、臨床上非常に有用な瞳孔計を提供する効果
がある。なお撮像手段として上述した撮像管の
他、例えば２次元又は１次元イメージセンサ等の
各種撮像素子を用いることができることは明らか
である。ここで、１次元イメージセンサで瞳孔径
を測定し、光学的又は気械的に回転して瞳孔面積
を測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はテレビモニタ上での被検眼前部の図、
第２図は従来例の構成図、第３図は従来例積分回
路の構成図、第４図、第５図は従来例の動作波形
図、第６図は本発明の実施例の構成図、第７図は
動作波形図。 図中、Ｐ……瞳孔像、Ｓ……カーソルマーカ
ー、E_P……被検眼、Ｌ……結像光学系、１……
テレビカメラ、２……同期分離回路、２ｂ……Ｈ
―SYNCパルス、２ｃ……Ｖ―SYNCパルス、３
……カーソル制御回路、４……直流分再生回路、
５……２値化回路、３０，３１……双安定マルチ
バイブレータ回路、３２，３３……カウンター回
路、３４……クロツク発生回路、３５……減算回
路、３６……メモリ回路、３７……Ｄ／Ａ変換
器、５０……レコーダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検眼の前眼部を電子走査によつて撮像する
   被検眼前眼部撮像手段と、該撮像手段の出力信号
   から被検眼瞳孔の大きさに対応する矩形波を抽出
   する２値化手段を有し、該２値化手段の出力から
   被検眼瞳孔の大きさを計測する瞳孔径測定装置に
   おいて、 前記２値化手段の出力の立ち上がりエツジをセ
   ツト入力信号とし且つ前記撮像手段の走査の基準
   パルスをリセツト信号としてゲート制御し、前記
   撮像手段によつて撮像された被検眼瞳孔領域の走
   査開始点から前記撮像手段の走査の基準点までの
   時間を計数する第１の計数手段と、前記２値化手
   段の出力の立下がりエツジをセツト入力信号とし
   且つ前記２値化手段の出力の立上がり及び前記撮
   像手段の走査の基準パルスをリセツト信号として
   ゲート制御し、且つ該ゲート制御されたゲート信
   号の立上がりで計数値をクリアし前記撮像手段に
   よつて撮像された被検眼瞳孔領域の走査終了点か
   ら前記撮像手段の走査の基準点までの時間を計数
   する第２の計数手段とを備え、前記第１の計数手
   段の出力と前記第２の計数手段の出力との計数値
   の差を計測して被検眼の瞳孔の大きさを計測する
   ことを特徴とする瞳孔径測定装置。